一、水泵的分类
水泵根据作用原理分为叶片式泵、容积式泵和其他类型泵等。
1.叶片式泵分类
建筑给水主要用叶片式泵,其分类见图11-1。
2.水泵的基本参数
(1)流量(Q):一般指水泵在单位时间内输送出的液体量。单位为m3/s,m3/h或L/s。
(2)扬程(H):一般指水泵所抽送的单位重量液体从水泵进口处到水泵出口处的能量增值。单位为(N·m)/N=m,即水泵抽送液体的液柱高度,习惯上简称为m。
(3)转速(n):一般指泵轴单位时间的转数,单位为r/min。
(4)汽蚀余量(NPSH):一般为表示汽蚀性能的主要参数,单位为m。
(5)功率和效率:水泵的功率一般指输入功率,即电机传到泵轴上的功率,又称轴功率,用符号P表示;水泵的有效功率又称输出功率Pe,指单位时间内从水泵中输送出去的液体在水泵中获得的有效能量。
3.水泵的特性曲线
水泵的各参数之间存在着一定的关系,用曲线形式表示出水泵性能参数之间的关系,称为水泵的特性曲线。一般用横坐标表示流量,纵坐标表示扬程、效率、轴功率和汽蚀余量等。见图11-2。
水泵特性曲线可直观地反映出水泵的性能,根据特性曲线可以很容易地选择出符合要求的水泵。水泵特性曲线大致可分为3种形式,见图11-3。
4.水泵的工作范围
水泵特性曲线的每一点都对应一个工况,而水泵在最高效率点工况下工作是最理想的,但实际上难以使每个工程的使用要求都在水泵的最高效率点运行,因为水泵的规格不可能非常多。为此规定一个范围,以效率下降5%~8%为界定范围,水泵在此范围内运行,称为水泵的工作范围,在该范围内水泵的效率下降不致太大。
图11-1 叶片式泵分类
图11-2 水泵特性曲线
图11-3 水泵特性曲线(H-Q)的形式
(a)单调下降曲线;(b)平坦曲线;(c)驼峰曲线
二、常用水泵
1.IS单级单吸清水泵
可输送清水或物理及化学性质类似于清水的其他液体,温度不高于80℃。
2.BA型多用途离心泵
BA型端级离心泵是多用途水泵,不但可输送清水,还可输送泥浆、纸浆及其他原料。
3.D、DG型多级卧式离心泵
D型泵为单吸节段式多级卧式离心泵,供输送80℃以下的清水或物理化学性质类似于水的其他液体。DG型泵输送介质温度小于105℃,可用于锅炉给水。
型号:D155-30×6
D--多级离心泵;
155--流量,m3/h;
30--单级扬程,m;
6--泵的级数。
4.DL型多级立式离心泵
DL型泵为单吸节段式多级立式离心泵,多用于高层建筑供水,增设冷却部件可抽送低于120℃的热水。
型号:65DL×5
65--泵入口直径,mm;
DL--立式多级泵;
6--泵的级数。
5.XBD型泵
XBD型泵流量-扬程曲线平坦,流量在从零到设计最大流量范围内变化时,扬程的变化在5%以内,用于消防时可保证不超压。
型号:XBD20-120-TB
XBD--消防用泵;
图11-4 XBD泵的外形尺寸
(a)不带增速箱的XBD系列泵外形图;(b)带增速箱的XBD系列泵外形图(n=4500~500r/min)
20--流量,L/s;
120--扬程,m;
TB--泵业公司代号。
XBD系列泵性能参数见表11-1;泵外形尺寸见图11-4;安装尺寸见表11-2。
表11-1 XBD型系列泵主要性能参数
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三、水泵设置与安装
1.水泵设置要点
(1)水泵宜设计成自动控制运行方式,间接抽水时应尽可能采用自灌式(特别是消防水泵)。当泵中心线高出吸水井或贮水池水位时,须设引水装置,以保证水泵能正常启动。
(2)每台水泵宜设单独的吸水管(特别是消防泵),如水泵为自灌式或从外网直抽水式时,吸水管上必须设阀门。
(3)每台水泵出水管上应装设闸阀、止回阀、压力表。消防水泵的出水管应不少于2条。
(4)吸上式水泵吸水管应有向水泵方向上扬且大于0.005的坡度,当吸水管水平管变径时,应采用偏心异径管。
2.水泵机组的安装步骤
表11-2 XBD系列泵的安装尺寸单位:m
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(1)设备开箱检查规格、型号及完好性并作记录。
(2)水泵就位前的复查:
1)基础尺寸、平面位置和标高应符合设计要求。
2)水泵进出管口检查。
3)盘车应灵活,无阻滞、卡住的现象,无异常声音。
4)检查填料函:卸开填料函压盖螺丝,取出压盖和填料,用苯油清洗填料函,然后用塞尺检查各部的间隙。填料挡套与轴套的间隙为0.3~0.5mm;填料压盖外壁与填料函内壁的间隙应为0.5mm;水封环应与泵轴同心,整个圆周向的间隙应为0.25~0.35mm。
5)出厂时已装配、调试完善的部分不应随意拆卸。
(3)电机安装前的检查。
3.离心泵机组的安装步骤
(1)安装底座。
(2)水泵和电动机的吊装。
(3)水泵找平。
(4)水泵找正。
(5)水泵安装应符合以下要求:
1)泵体必须放平找正,直接传动的水泵与电动机连接部位的中心必须对正,其允许偏差为0.1mm,2个联轴器的间隙以2~3mm为宜。
2)用手转动联轴器,应轻便灵活,不得有卡紧或摩擦现象。
3)与泵连接的管道,不得用泵体作为支承,并应考虑维修时便于拆装。
4)润滑部件加注油脂的规格和数量,应符合说明书的规定。
5)水泵安装允许偏差应符合有关规定;水泵安装基准线与建筑轴线、设备平面位置及标高的允许误差和检验方法也应符合有关规定。
四、水泵的隔振
为减小水泵运转时对周围环境的影响,应对水泵进行隔振处理。采取的隔振措施应使水泵运行振动频率和固有频率比λ=f/f0大于2(一般以2~5为好),这样有较好的隔振效率(80%~90%)和防止共振效果。
1.水泵机组隔振的主要方式
(1)综合治理:水泵机组的振动和噪声是由多种因素造成的,需要综合治理才能有效地降低振动产生的影响。
(2)区分主次:隔振以振源的选择和控制为主,防治为辅;隔振以机组隔振为主,隔声吸声为辅;隔振技术以设备隔振为主,管道和支架隔振为辅。
(3)技术配套:水泵机组隔振包括机组隔振、管道安装可曲挠接头、管道支架采用弹性吊架及管道穿墙处的隔振等方式。
2.水泵机组隔振
(1)选用低噪声和高品质的水泵,这是降低噪声和控制振源的最好办法。
(2)水泵机组的隔振方法主要由隔振基座(惰性块)、隔振垫(隔振器)及固定螺栓等组成,卧式水泵、立式水泵减振方法见图11-5和图11-6。
(3)卧式水泵隔振宜加设隔振垫或隔振器、设隔振基座。弹簧隔振器应采用阻尼弹簧隔振器,橡胶隔振器应采用剪力型,隔振垫应采用双向剪力型。隔振垫放在隔振基座和混凝土基础之间,且应用钢板分隔开。
(4)立式水泵隔振应优先选用阻尼弹簧隔振器,其上端用螺栓与隔振基座和钢垫板固定,下端用螺栓与混凝土基础固定。
小型立式水泵或长细比小于3的立式水泵,可采用硬度为40的橡胶隔振垫,隔振垫与水泵机组底座、钢垫和地面均不粘接,但隔振基座与水泵底座间应用螺栓固定。
3.隔振垫
目前常见的SD型橡胶隔振垫(见图11-7),可按全国通用建筑标准图集《水泵隔振及其安装》选用。
图11-5 卧式水泵减振方法
图11-6 立式水泵减振方法
隔振垫的安装要求如下:
(1)按水泵机组的中轴线对称布置。
(2)设6个支撑点时,4个应在混凝土惰性块或钢机座的4角,另2个在边线上;并调整其位置,使隔振元件的压缩变形量尽可能保持一致。
(3)隔振垫的边线不得超过惰性块的边线,型钢机座的支承面积应不小于隔振元件顶部的支承面积。
(4)如隔振垫单层布置不能满足要求时,可多层叠放,但不宜多于5层,且型号、块数、面积、硬度等应一致。
(5)橡胶隔振垫多层串联设置时,每层隔振垫之间用厚度不小于4mm的镀锌钢板隔开,钢板应平整。隔振垫与钢板应用氯丁-酚醛型或丁腈型粘合剂粘接,粘接后加压固化24h。镀锌钢板的平面尺寸应比橡胶隔振垫各个端部大10mm。镀锌钢板上、下层粘接的橡胶隔振垫应交错设置。
(6)同一台水泵机组的各个支撑点的隔振元件,其型号、规格和性能应一致。支撑点数应为偶数,且不小于4个。
图11-7 SD型橡胶隔振垫
(7)施工安装前,应检查隔振元件,安装时应使隔振元件的静态压缩变形量不超过最大允许值。
(8)水泵机组隔振元件应避免与酸、碱和有机溶剂等物质接触。
(9)水泵机组安装时,安装水泵机组的支承地面要平整,且应具备足够的承载能力。
4.隔振器
目前广泛使用的隔振器有橡胶隔振器、阻尼弹簧隔振器等。
橡胶隔振器是由金属框架和外包橡胶复合而成的隔振器,能耐油、海水、盐雾和日照等。具有承受垂直力、剪力的功能。阻尼比D约为0.08,额定荷载下的静变形小于5mm。
阻尼弹簧隔振器是由金属弹簧隔振器和外包橡胶复合而成。具有钢弹簧隔振器的低频率和橡胶隔振器的大阻尼的双重优点。它能消除弹簧隔振器存在的共振时振幅激增的现象,并能解决橡胶隔振器固有频率较高应用范围狭窄的问题,是较好的隔振器。阻尼比D约0.07,工作温度为-30~+100℃,固有频率为2.0~5.0Hz,荷载范围为110~35000N。
五、管道及管道支架隔振
1.管道隔振的基本要求
(1)当水泵机组采取隔振措施时,水泵吸水管和出水管上均应采用管道隔振元件。
(2)管道隔振元件应具有隔振和位移补偿双重功能。一般宜采用以橡胶为原料的可曲挠管道配件。
(3)当水泵机组采取隔振措施时,在管道穿墙和楼板处,均应采取防固体传声措施。主要办法是在管道穿过墙体和楼板处填充或缠绕弹性材料。
2.可曲挠橡胶接头的安装要求
(1)管道安装应在水泵机组元件安装24h后进行。
(2)安装在水泵进、出水管上的可曲挠橡胶接头,必须设在阀门和止回阀的内侧靠近水泵的一侧,以防止接头被水泵在停泵时产生的水锤压力所破坏(在吸水管上的可曲挠橡胶接头应便于检修和更换)。
(3)可曲挠橡胶管道配件应在不受力的自然状态下进行安装,严禁使其处于极限偏差状态。
与可曲挠橡胶管道配件连接的管道均应固定在支架、吊架、托架或锚架上,以避免管道的重量由可曲挠橡胶管道配件承担。
(4)法兰连接的可曲挠橡胶配件,其特制法兰与普通法兰连接时,螺栓的螺杆应朝向普通法兰一侧。每一端面的螺栓应对称逐步均匀加压拧紧,所有螺栓的松紧程度应保持一致。
(5)法兰连接的可曲挠橡胶管道配件串联安装时,在两个可曲挠橡胶管道配件的松套法兰中间应加设一个用于连接的平焊钢法兰,以平焊钢法兰为支柱体,同时使橡胶管道配件的橡胶端部压在平焊钢法兰面上,做到接口处严密。
(6)当对可曲挠橡胶管道配件的压缩或伸长的位移量有控制时,应在可曲挠橡胶管道配件的两个法兰间设限位控制杆。
(7)可曲挠橡胶管道配件应保持清洁和干燥,避免阳光直射和雨雪浸淋。
(8)可曲挠橡胶管道配件应避免与酸、碱、油类和有机溶剂接触,外表禁刷油漆。
(9)当管道需要保温时,保温做法应不影响可曲挠橡胶管道配件的位移补偿和隔振要求。
3.管道穿墙的隔振
管道穿墙处应留有孔洞,可采用在管道外包隔振橡胶带或在孔洞内填充柔性填料。
4.管道支架的隔振
当水泵机组的基础和管道采取隔振措施时,管道支架也应采用弹性支架。弹性支架具有固定架设管道和隔振双重作用。国内已有系列产品的为框架式弹性吊架,弹簧式弹性吊架见图11-8,橡胶垫式弹性吊架见图11-9。
图11-8 弹簧式弹性吊架
图11-9 橡胶垫式弹性吊架
1-管卡;2-吊架;3-橡胶隔振器;4-钢垫片;5-螺母;6-框架;7-螺栓;8-钢筋混凝土板;9-预留洞填水泥砂浆
弹性吊架应布置均匀,安装间距可参考表11-3。
表11-3 弹性吊架安装间距表
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